Hvad er en potentiel forskel?

En potentiel forskel er energien pr. Enhedsladning i et elektrisk kredsløb. Potentialeforskel skal måles mellem to punkter, fordi det generelt er upraktisk at måle det elektriske potentiale for et enkelt punkt. Potentialeforskellen for et punkt i et elektrisk kredsløb fremstilles typisk med hensyn til et referencepotentiale, såsom fællesgrunden.

Potentialeforskel er almindeligvis kendt som spænding, fordi volt er standard måleenhed for denne mængde. Det er også kendt historisk som pres og spænding. "Tryk" er en forældet betegnelse for potentiel forskel, men det bruges stadig til at henvise til potentialeforskel inden for rammerne af vakuumrørelektronik.

Spænding kan også ses som den energi, der er nødvendig for at flytte en ladning mellem punkter divideret med størrelsen på denne ladning. Denne energitotal skal indeholde både den statiske og dynamiske energi, der kræves for at flytte ladningen. Beregningen af ​​potentialeforskel bliver mere nøjagtig, når størrelsen af ​​den målte ladning bliver mindre.

En mængde af potentialeforskel skal indeholde et tegn afhængigt af retningen, i hvilken elektronerne flyder. Definitionen af ​​potentialeforskel antager, at positivt ladede partikler bevæger sig mod lavere spændinger og negativt ladede partikler bevæger sig mod højere spændinger. Dette betyder, at elektronerne i et kredsløb flyder fra et højspændingspunkt til et lavere spændingspunkt.

Beskrivelsen af ​​potentiel forskel bruger ofte vand som en analogi til elektricitet. Denne analogi antager, at en mekanisk pumpe fører vand gennem et lukket rørkredsløb. Potentialeforskellen i denne analogi er forskellen i vandtryk mellem to punkter i kredsløbet. Vand flyder derfor mellem de to punkter, hvis der er en forskel i deres tryk, så vandet kan udføre arbejde. Tilsvarende kan et elektrisk kredsløb kun udføre arbejde, hvis der er en potentialforskel mellem to punkter i kredsløbet.

Forskellige instrumenter måler potentialeforskel afhængigt af deres driftsmetode. Et voltmeter har to ledninger, som hver forbindes til et punkt i kredsløbet. Denne enhed måler spændingsfaldet over en fast modstand, der er proportional med mængden af ​​volt i kredsløbet.

Et potentiometer sammenligner en ukendt spænding med en kendt spænding i kredsløbet. Et oscilloskop forstærker spændingen i kredsløbet, der afleder en elektronstråle. Mængden af ​​afbøjning er proportional med spændingen i kredsløbet. En multimeter måler flere elektriske mængder, inklusive spænding.